NASA影像揭密:XB-1超音速噴射機突破音障卻無聲無息
致力於打造超音速商用客機的Boom Supersonic公司,近期成功測試了其研發的XB-1噴射機。根據該公司與NASA的報告,這架噴射機在飛行過程中突破音障,卻未產生地面可聽見的音爆,這項突破性成就為未來超音速航空旅行開闢了新道路。
在1月28日的首飛測試中,研究團隊沿著飛機的飛行路徑在地面設定了多個麥克風。儘管XB-1達到了最高1.12馬赫的飛行速度,卻未偵測到任何音爆聲響。Boom Supersonic創辦人兼執行長Blake Scholl表示:「XB-1在首次超音速飛行中三次突破音障,卻未產生可聽見的音爆。這證實了我們長久以來的信念:超音速旅行可以實現經濟實惠、永續環保,且對機上乘客和地面居民都友善。」
除了地面音訊記錄外,NASA還於2月10日利用Schlieren攝影技術捕捉了第二次飛行過程。NASA Armstrong公共事務專家Jim Skeen解釋道:「Schlieren攝影利用彎曲的光線來呈現飛機產生的震波影像。當光線流經飛機周圍時,氣流造成的空氣密度變化會使光線彎曲,進而產生視覺化的震波影像。」
這項技術成功捕捉到XB-1突破音障的瞬間,Scholl對此表示:「這張影像讓無形變為有形,記錄了首架美國製造的民用超音速噴射機突破音障的歷史性時刻。我們也證實了XB-1未產生可聽見的音爆,這為未來縮短50%的跨岸飛行時間鋪平了道路。」
那麼,XB-1是如何實現無音爆超音速飛行的呢?首先,我們需要了解音爆的成因。當飛機或其他交通工具以超音速行駛時,會以巨大力量將空氣分子推向兩側,形成震波。NASA解釋道:「震波形成一個加壓空氣分子的錐體,向各個方向向外和向後移動,並延伸至地面。當這個錐體沿著飛行路徑在地面上擴散時,就會產生連續的音爆。」
儘管飛機設計有所改進,但要完全避免產生音爆仍相當困難。不過,透過精心的設計和採用較小的機型,可以產生較為安靜的音爆。此外,飛機在高空飛行、注意大氣條件並相應調整速度,都有可能使音爆在到達地面之前發生折射,從而避免地面居民聽到音爆。
Boom Supersonic在成功展示無地面音爆的超音速飛行後,正持續開發名為Overture的商用超音速客機。該公司計劃在陸地上空以0.94馬赫的速度飛行,在水域上空則可提升至1.7馬赫,以符合現行法規。然而,他們表示其Boomless Cruise系統可以在不產生可聽見音爆的情況下以1.3馬赫飛行,這可能使美國跨岸飛行時間縮短多達90分鐘。
到2025年底,Boom Supersonic將進行更多客製化推進系統的測試。目前,Overture客機已獲得美國航空、聯合航空和日本航空共130架的預訂訂單,顯示出業界對這項創新技術的高度期待。